Otkriće Alberta Einsteina o sposobnosti tvari da oslobađaju velike količine energije na atomskoj razini označilo je početak nuklearne fizike. 1930-ih, istraživači su simulirali nuklearnu eksploziju iz zraka u laboratoriju, ali stečeno iskustvo ugrozilo je miran život na Zemlji.
Princip rada
Za zračnu nuklearnu eksploziju morate stvoriti određene uvjete koji izazivaju detonaciju. Obično se kao detonatori koriste TNT ili RDX, pod čijim se utjecajem radioaktivna tvar (obično uran ili plutonij) stisne do kritične mase unutar 10 sekundi, a zatim dolazi do snažnog oslobađanja energije. Ako je bomba termonuklearna, tada se u njoj odvija proces transformacije lakih elemenata u teže. Energija koja se oslobađa u ovom slučaju nosi sa sobom još snažniju eksploziju.
Nuklearni reaktor se također može koristiti u miroljubive svrhe, budući da se fisija može kontrolirati. Za to se koriste uređaji koji apsorbiraju neutrone. Procesi koji se odvijaju u takvoj instalaciji uvijek su u ravnoteži. Čakako dođe do manjih promjena u parametrima, sustav ih na vrijeme gasi i vraća se u radni način. U hitnim situacijama, elementi se automatski resetiraju kako bi se zaustavila lančana reakcija.
Prvo iskustvo
Otkriveno od strane Einsteina i daljnje proučavanje od strane nuklearnih fizičara, oslobađanje energije zanimalo je ne samo znanstvenike, već i vojsku. Mogućnost dobivanja novog oružja koje bi moglo stvoriti snažne eksplozije od male količine materijala dovela je do pokusa s radioaktivnim elementima.
Fizički, mogućnost eksplozije sa značajnim štetnim učinkom dokazao je francuski znanstvenik Joliot-Curie. Otkrio je lančanu reakciju, koja je postala snažan izvor energije. Nadalje, planirao je provesti eksperimente s deuterij oksidom, ali u uvjetima Drugog svjetskog rata to je bilo nemoguće učiniti u Francuskoj, pa su se u budućnosti britanski znanstvenici zauzeli za razvoj atomskog oružja.
Prva eksplozivna naprava testirana je u ljeto 1945. u Americi. Prema današnjim standardima, bomba je imala malu snagu, ali je u to vrijeme rezultirajući učinak premašio sva očekivanja. Snaga eksplozije i udar na okolno područje bili su ogromni.
Rezultati
Provedena su ispitivanja kako bi se utvrdile karakteristike zračno-nuklearne eksplozije. Prisutni su naknadno opisali što su vidjeli. Promatrali su svijetlu svjetleću točku na udaljenosti od nekoliko stotina kilometara. Onda se pretvorila u ogromnu loptu, začuo se vrlo glasan zvuk, i to kilometrimaudarni val prevrnuo. Balon je eksplodirao, ostavljajući za sobom oblak od dvanaest kilometara u obliku gljive. Na mjestu eksplozije ostao je krater koji se protezao desetke metara u dubinu i širinu. Tlo oko njega nekoliko stotina metara pretvorilo se u beživotno tlo izdubljeno.
Temperatura zraka tijekom nuklearne eksplozije značajno se povećala, a činilo se da je i sama atmosfera postala gušća. To su osjetili čak i očevici koji su bili daleko od epicentra u skloništu. Razmjeri onoga što su vidjeli bili su nevjerojatni, jer nitko nije slutio s kakvom će se moći suočiti. Zaključeno je da su testovi uspješni.
Štetni čimbenici zračne nuklearne eksplozije
Vojska je odmah shvatila da novo oružje može odlučiti o ishodu bilo kojeg rata. Ali u to vrijeme nitko nije razmišljao o utjecaju štetnih čimbenika nuklearne eksplozije. Znanstvenici su obratili pažnju samo na najočitije od njih:
- udarni val;
- emisija svjetlosti.
U to vrijeme nitko nije znao za radioaktivnu kontaminaciju i ionizirajuće zračenje, iako se kasnije pokazalo prodorno zračenje koje se pokazalo najopasnijim. Dakle, ako su devastacija i razaranja lokalizirani na udaljenosti od nekoliko stotina metara od epicentra zračne nuklearne eksplozije, tada se područje raspršivanja produkata raspada radijacije protezalo stotinama kilometara. Osoba je primila prvo izlaganje, koje je naknadno pogoršano radijacijskim padavinama u obližnjim područjima.
Također, znanstvenici to još nisu znali pod utjecajemZračni udarni val nuklearne eksplozije generira elektromagnetski impuls koji može onesposobiti svu elektroniku na udaljenosti od stotina kilometara. Dakle, prvi testeri nisu mogli ni zamisliti koliko je oružje stvoreno i koliko bi katastrofalne posljedice njegove uporabe mogle biti.
Vrste eksplozija
Zračne nuklearne eksplozije izvode se na visini troposfere, odnosno unutar 10 km iznad površine zemlje. Ali osim njih, postoje i druge vrste, na primjer:
- Kopenski ili nadvodni provod na površini zemlje odnosno vode. Vatrena kugla koja se širi od bljeska, dok izgleda kao da sunce izlazi iza horizonta.
- Visoka, provedena u atmosferi. U isto vrijeme, svjetleća bljeskalica ima vrlo veliku veličinu, visi u zraku i ne dodiruje zemlju ili vodene površine.
- Podzemni ili podvodni nastaju u debljini zemljine kore ili na dubini. Obično nema bljeskalice.
- prostor. Oni se događaju stotinama kilometara od globusa, izvan cirkumplanetarnog prostora i praćeni su oblakom svjetlećih molekula.
Različite vrste razlikuju se ne samo po bljesku, već i po drugim vanjskim karakteristikama, kao i štetnim čimbenicima, intenzitetu eksplozije, njezinim rezultatima i posljedicama.
Temeljno testiranje
Prve bombe testirane su izravno na površini zemlje. Upravo su takve vrste eksplozija popraćene izraženim oblakom gljivazraka i kratera koji se proteže nekoliko desetaka ili čak stotina metara u tlu. Eksplozija tla izgleda najstrašnije, jer oblak koji lebdi nisko iznad tla ne privlači samo prašinu, već i značajan dio tla, što ga čini gotovo crnim. Čestice tla se miješaju s kemijskim elementima, a zatim padaju na tlo, što područje čini radioaktivno onečišćenim i potpuno nenastanjivim. U vojne svrhe, ovo se može koristiti za uništavanje moćnih zgrada ili objekata, zaraziti ogromna područja. Destruktivni učinak je najmoćniji.
Površinske eksplozije
Testovi se također provode iznad površine vode. U tom slučaju, oblak će se sastojati od vodene prašine, koja smanjuje intenzitet svjetlosnog zračenja, ali prenosi radioaktivne čestice na velike udaljenosti, zbog čega mogu ispasti zajedno s oborina tisuću kilometara od mjesta ispitivanja.
U vojne svrhe, ovo se može koristiti za uništavanje pomorskih baza, luka i brodova ili za kontaminaciju voda i obala.
Zračne eksplozije
Ova vrsta se može proizvesti na velikoj udaljenosti od tla (u tom slučaju se naziva visokom) ili na maloj udaljenosti (nisko). Što je eksplozija veća, oblak koji se diže ima manje sličnosti s oblikom gljive, budući da ga stub prašine sa zemlje ne dopire.
Bljesak u ovom obliku je vrlo svijetao, pa se može vidjeti stotinama kilometara od epicentra. Vatrena kugla koja eksplodira iz njega s izmjerenom temperaturommilijuna stupnjeva Celzija, diže se i odašilje snažno svjetlosno zračenje. Sve je to popraćeno glasnim zvukom, koji nejasno podsjeća na grmljavinu.
Kako se lopta hladi, pretvara se u oblak, koji stvara mlaz zraka koji podiže prašinu s površine. Nastali stup može doseći oblak ako nije jako visoko iznad tla. Kako se oblak počinje rasipati, protok zraka slabi.
Kao rezultat takve eksplozije, objekti u zraku, strukture i ljudi u njegovoj blizini mogu biti pogođeni.
Borba
Hirošima i Nagasaki jedini su gradovi protiv kojih je korišteno nuklearno oružje. Tragedija koja se tamo dogodila bila je bez premca.
Stanovnici su doživjeli učinak nuklearne eksplozije u zraku koja je pokrenuta na maloj udaljenosti od površine zemlje i klasificirana kao niska. Istodobno, infrastruktura je potpuno uništena, oko 200 tisuća ljudi je umrlo. Dvije trećine njih umrlo je odmah. Oni koji su bili u epicentru, raspali su se u molekule od monstruoznih temperatura. Njihova svjetlost ostavljala je sjene na zidovima.
Ljudi koji su bili dalje od epicentra umrli su od udarnog vala i gama zračenja nuklearne eksplozije. Neki od preživjelih dobili su smrtonosnu dozu zračenja, no liječnici još nisu znali za radijacijsku bolest, pa nitko nije razumio zašto se nakon zamišljenih znakova oporavka stanje pacijenata pogoršalo. Liječnici su to smatralidizenterije, ali unutar 3-8 tjedana bolesnici koji su razvili jako povraćanje umrli su. Čudna bolest preživjelih nakon atomskog bombardiranja Hirošime i Nagasakija bila je poticaj za početak istraživanja u području nuklearne medicine.
Eksplozije na velikoj visini
Nakon bombardiranja japanskih gradova, nuklearno oružje nije korišteno u borbene svrhe, ali se istraživanje njegovih sposobnosti nastavilo na raznim mjestima. Atmosferske vježbe omogućile su razumijevanje što se događa kada se eksplozija dogodi na visini. Pokazalo se da kada se središte nalazi 10 km od zemljine površine, nastaje relativno mali val nuklearne eksplozije, ali se istovremeno povećava svjetlosno i radijacijsko zračenje. Što je eksplozija bila veća, to je ionizacija jača, što je popraćeno kvarom radio opreme.
S površine sve izgleda kao veliki svijetli bljesak, praćen oblakom isparavajućih molekula vodika, ugljika i dušika. Struja zraka ne dopire do tla, pa nema stupca prašine. Također, praktički nema kontaminacije teritorija, budući da se zračne mase slabo kreću na velikoj visini, pa bi svrha takve nuklearne eksplozije mogla biti uništavanje zrakoplova, projektila ili satelita.
Podzemni testovi
Nedavno je postojao sporazum između zemalja koji reguliraju nuklearna testiranja i zahtijevaju da se ona izvode samo pod zemljom, što minimizira zagađenje i nenastanjiva područja formirana oko poligona.
Podzemni testovi smatraju se najmanje opasnim nakon akcijesvi štetni čimbenici uzrokuju pasminu. Istodobno, nemoguće je vidjeti svjetleće bljeskove ili oblak gljive, od njega ostaje samo stup prašine. Ali udarni val dovodi do potresa i kolapsa tla. Obično se koristi u miroljubive svrhe, za rješavanje nacionalnih ekonomskih problema. Na primjer, na ovaj način možete uništiti planinske lance ili stvoriti umjetne akumulacije.
Podvodno testiranje
Eksplozije pod vodom imaju strašnije posljedice. Najprije se pojavljuje stup spreja koji se diže u oblak radioaktivne magle. Istodobno, na površini vode nastaju metarski valovi koji uništavaju brodove i podvodne strukture. Tada su susjedna područja kontaminirana zbog raspršenog oblaka koji sipa radioaktivnu kišu.
Zaštitne mjere
Nuklearna eksplozija ubija sve na svom putu i uništava sve materijalne objekte. Ljudi koji su uhvaćeni u njegovom epicentru nemaju načina da pobjegnu, odmah izgore do temelja. Sklonište za bombe je apsolutno beskorisno, jer će odmah biti uništeno.
Samo oni koji su dovoljno udaljeni od eksplozije mogu pobjeći. Na udaljenosti većoj od 1-3 km od epicentra moguće je izbjeći udar udarnog vala, ali za to je potrebno brzo pronaći pouzdano sklonište čim se pojavi jak bljesak. Osoba ima za to od 2 do 8 sekundi, ovisno o udaljenosti. U skloništu neće doći do izravnog udara gama zračenja, ali i dalje postoji vrlo velika vjerojatnost radioaktivne kontaminacije. Rizik od radijacijske bolesti možete smanjiti korištenjem osobne zaštitne opreme i izbjegavanjem kontakta s njimasve stavke na teritoriju.
Nuklearno oružje jedan je od najstrašnijih izuma čovječanstva. Koristi se u miroljubive svrhe, može biti od velike koristi, ali njegova vojna upotreba strašna je prijetnja životu na zemlji. Lančana reakcija koja je započela ne može se zaustaviti, pa postoji sporazum o nuklearnom razoružanju koji je osmišljen da zaštiti planet od katastrofe.
